자바스크립트의 성능·규모 문제, 구글 다트가 해결책 될까?

자바스크립트가 전혀 의도되지 않았던 용도로 사용되는 경우가 종종 있다. 브라우저에 호스팅 되는 대형 웹 애플리케이션 개발을 위한 플랫폼으로 사용되는 것이 그 대표적인 예다. 만약 단순히 웹 페이지에 역동성을 더하는 것을 넘어, 이처럼 다른 용도로 사용될 것이라고 예상됐다면 자바스크립트의 설계는 전혀 다른 방향으로 이뤄졌을 것이다. 

문제가 되는 이유는 대형 웹 애플리케이션을 제작하는 용도에 있어 자바스크립트에는 두 가지의 크나큰 결점이 있기 때문이다.

첫째는 성능의 문제다. 자바스크립트로 작성된 대규모 애플리케이션의 경우 상대적으로 속도가 느리다는 사실은 잘 알려져 있다. 이는 최종사용자(end user)에게 영향을 미친다.

둘째는 자바스크립트 구조(structure) 자체가 가진 문제다. 자바스크립트는 규모가 큰 팀이 개발에 착수하기에 어려운 언어다. 왜냐하면 구조가 결여되어 있고 모듈과의 연관성이 밀접하지 않기 때문이다. 그리고 코드 자체로는 코드가 사용된 의도를 알리기 어렵다.

한 명의 개발자가 자바스크립트를 사용한다면 이는 문제가 되지 않을 것이다. 하지만 여러 명으로 구성된 개발팀이 대규모 프로젝트에 착수하는 경우, 코드의 의도를 서로 쉽게 파악하는 것이 필수적이다. 특히 장기간 개발이 이뤄짐에 따라 중간에 개발인원의 교체가 있는 경우에는 더욱 그러하다.

또한 대규모 애플리케이션의 경우 보통 모듈식으로 구성돼 있고 다양한 사람들이 전체 부분을 세부적으로 나누어 개발에 임한다. 하지만 자바스크립트는 역동성을 가지고 있으며 객체(object)의 행위는 시간이 지남에 따라 변할 수 있다. 이는 C언어, C++, 자바(Java)나 C#등과는 다른 문제이며, 따라서 개발자들은 보통 코드의 작동을 확인하기 위해 이를 실행시켜보아야 한다.

웹 애플리케이션에서 속도의 필요성
자바스크립트가 초기에 비해 현저한 빨라진 것은 사실이다. 특히 5년 전 구글의 V8자바스크립트 엔진이 공개된 후 상당한 발전을 보였다. 하지만 여전히 자바스크립트 개발자들은 현 세대의 자바스크립트 엔진이 가진 최대한의 속도를 끌어내기 위해 고군분투하고 있다. 성능과 관련해 현저한 개선을 위해서는 새로운 접근법이 필요해 보인다.

그 중 하나의 가능성 있는 대안으로 asm.js가 있다. 이는 자바스크립트의 상당히 제한된 서브셋으로 자바스크립트의 최적화를 가로막는 동적 특성(dynamic characteristics)를 가지고 있지 않다.

이름이 시사하는 바와 같이 asm.js는 자바스크립트 엔진 어셈블리 언어의 일종으로 생각되도록 고안됐다. 현재는 베타버전이지만 모질라가 이를 발전시켜나가고자 노력하고 있다.

Asm.js는 자바스크립트의 서브셋이기 때문에 자바스크립트 엔진과 완벽히 호환되며, asm.js를 받아들일 수 있는 엔진에서는 일반 자바스크립트에 비해 구동속도가 더 빠르다. 네이티브 코드에 비해 최대 50%까지의 속도향상을 보인다. 참고로 파이어폭스의 최신버전은 asm.js 최적화 기능을 선보였으며 모질라 개발자 네트워크 사이트에는 이 기술을 구현한 데모를 확인할 수 있다.

C++이나 C#개발자들은 흔히 성능이 중요한 일부 코드에 대한 문제를 해결하기 위해 저차원의 언어를 고려한다. 이와 마찬가지로, asm.js 역시 성능이 중요한 코드를 작성할 때 자바스크립트 개발자들에 의해 사용될 수 있다. 특히 이는 게임 개발자들이 성능에 민감한 코드를 작성할 때 유용하게 사용할 수 있다. 전체 애플리케이션 개발에 있어 폭넓게 사용될 수 있는 것은 아니지만, 이는 신속히 코드의 서브셋을 작동시킬 것이다.

그러나 대부분의 개발자들은 asm.js를 전혀 사용하지 않을 가능성이 높다. 오히려 C언어나 C++(혹은 현존하는 C언어나 C++ 애플리케이션)을 사용하여, 특정 트랜스컴파일러(Emscripten transcompiler)를 사용해 코드를 asm.js로 컴파일하게 될 것이다.

대규모 웹 애플리케이션 개발
Asm.js의 사용은 속도에 있어서의 이점을 가져다 줄 것이지만, 대규모 웹 애플리케이션을 자바스크립트를 사용해 개발할 때, asm.js는 도움이 되지 않는다. 하지만 이러한 상황에서 마이크로소프트의 타이프스크립트(TypeScript)는 도움이 될 수 있다. 개념적으로 볼 때 타이프스크립트는 asm.js의 정반대의 개념에 속한다. Asm.js가 자바의 서브셋인 반면 타이프스크립트는 자바스크립트의 수퍼셋(a superset)인 것이다.

이 수퍼셋은 자바스크립트 개발에 일정한 구조(structure)를 제공한다. 결과적으로 일반적인 자바스크립트를 내보내는 명령라인 컴파일러(command line compiler), 타이프 체킹(type checking), 그리고 플러그인을 통한 비쥬얼스튜디오 2012에 대한 통합(integration)을 제공한다.

하지만 타이프스크립트는 성능의 향상을 가져다 주지는 않는다. 타이프스크립트가 자바스크립트로 컴파일링 되면 직접 작성한 자바스크립트와 비슷한 속도로 작동된다.

웹애플리케이션의 속도와 규모
Asm.js는 신속한 속도를, 타이프스크립트는 대규모 웹 애플리케이션에 적합한 자바스크립트 개발환경을 제공한다. 하지만 이 두 가지 모두를 충족시키는 접근법은 없엇다.

이를 노린 것이 구글 다트(Google’s Dart)이다. 다트의 개발 목적은 “궁극적으로 현재 자바스크립트가 개방 웹 플랫폼상에서의 웹 개발에서 가지고 있는 절대적 지위를 대체하기 위함이다”라고 구글은 내부 회람 메일을 통해 설명하고 있다.

그렇다면 다트란 무엇일까? 다트는 오픈소스 프로그래밍 언어로 대규모 애플리케이션의 높은 성능을 목적으로 개발됐다. 사실 다트를 프로그래밍 언어로 지칭하는 것은 다소 무리가 있을 수 있는데 왜냐하면 벨리데이터와 다른 여타의 개발 툴이 모두 다트에 번들 형태로 포함돼 있기 때문이다.

다트를 통해 작성되는 애플리케이션의 경우 다트 가상 머신(VM)에서 구동되는데 다트를 지원하는 브라우저에서라면 자바스크립트에 비해 2배의 속도로 구동된다. 현재 시점에서는 구글의 오픈소스 크롬 브라우저인 다티움(Dartium)에서만 이를 지원하지만 향후 크롬도 다트를 분명히 지원하게 될 것이다.

자바스크립트로의 컴파일링
다트는 일반 브라우저와의 호환성을 위해 자바스크립트로 컴파일링될 수 있다. 특정 컴파일러(the dart2js compiler)를 사용하면 이것이 가능해진다. 다트로 작성된 자바스크립트가 네이티브 다트에 비해서 속도가 빠르지는 않지만 자바스크립트에서만 작성된 코드에 비하면 훨씬 빠르게 구동된다고 소프트웨어 개발자인 크리스 버켓은 설명했다.

그는 “코드가 다트로부터 자바스크립트로 변환될 때 컴파일러는 ‘트리 쉐이킹(tree shacking)’과정을 거치게 된다”라고 말했다.

또 자바스크립트를 사용하면 특정 한가지 기능만 필요로 하더라도 전체 라이브러리를 추가하게 되지만, 트리쉐이킹 덕분에 다트에서 컴파일링된 자바스크립트의 경우는 라이브러리에서 필요한 개별 기능만을 포함하게 된다.

아울러 다트는 개발자의 코드를 분석하여 설정에 따라 일종의 타이프 체킹(type checking)을 시행하고, 불필요한 매뉴얼 체크를 제거할 수도 있다며, 자바스크립트 자체에서 작성한 코드에 대해서는 개발자들이 매우 방어적으로 프로그래밍 해야 한다고 그는 덧붙였다.

주요 다트 기반 애플리케이션들
구글 크롬 이외에는 직접적으로 다트를 지원하겠다고 나서는 브라우저가 없는 상황이다. 즉 다트가 웹에서 폭넓게 사용될 가능성은 희박해 보인다. 하지만 버켓은 뛰어난 퍼포먼스와 대규모 개발 등 두 가지 장점이 있으며 다트 툴스 생태계가 구축되어 있기 때문에 더욱 확산될 수 있다고 기대하고 있다.
“머지않은 시일 내에 다른 브라우저에서 다트 가상머신(VM)을 보게 될 확률은 적다. 하지만 크롬에서 매우 신속하게 작동되는 다트기반의 유용한 애플리케이션들이 있다. 이는 마치 차세대 페이스북 같은 것이라서 다른 개발자들이 ‘우리 브라우저 안에 이를 포함시키자’ 라고 말하게 될 것이다. 특히 모바일 브라우저 공간에서 이러한 일이 발생할 가능성이 높다. 왜냐하면 자바스크립트는 배터리 소모가 크기 때문이다” 라고 버켓은 말했다.

자바스크립트 개발자들에게 있어서 다행스러운 소식은 자바스크립트 프로그래밍을 통해 갖춘 능력을 어렵지 않게 다트 프로그래밍에 적용시킬 수 있다는 점이다. 물론 개발자들은 다트가 자바스크립트에 비해 더 제약사항이 많다는 점을 느끼게 될 수는 있다. 하지만 자바나 C#의 같은 서버관련 언어로 프로그래밍에 익숙한 사람이라면 이러한 제약사항이 그다지 크게 느껴지지는 않을 것으로 관측된다.